Objetivo del tema: Calcular la f.e.m. inducida con las leyes de Faraday y Lenz, resolver generadores, transformadores y circuitos de C.A. (RC y LRC en resonancia), y aplicar c = λf para ubicar una radiación en el espectro electromagnético.
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Electroinducción: flujo magnético, ley de Faraday y ley de Lenz

En el subtema anterior una corriente creaba campo magnético. Aquí ocurre lo contrario: un campo magnético que CAMBIA crea corriente. Eso es la electroinducción, y de ahí salen el generador, el transformador y toda la instrumentación médica que funciona con corriente alterna. La magnitud clave es el flujo magnético Φ: cuántas líneas de campo atraviesan una superficie.

Φ=B A cos⁡θ[Φ]=Wb (weber)=T⋅m2\Phi = B\,A\,\cos\theta \qquad [\Phi] = \mathrm{Wb}\ (\text{weber}) = \mathrm{T\cdot m^{2}}
θ se mide entre B y la NORMAL a la superficie, no entre B y el plano de la espira. Si el campo es perpendicular al plano de la espira, θ = 0° y Φ = B·A (flujo máximo). Si el campo es paralelo al plano, θ = 90° y Φ = 0.

Ley de Faraday: la f.e.m. inducida es proporcional a la RAPIDEZ con que cambia el flujo, no al valor del flujo. Un flujo enorme pero constante no induce absolutamente nada. Si son N espiras, cada una aporta lo mismo y la f.e.m. se multiplica por N.

ε=−N ΔΦΔty para una varilla que se mueve:ε=B L v\varepsilon = -N\,\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \qquad\text{y para una varilla que se mueve:}\qquad \varepsilon = B\,L\,v

El signo menos es la ley de Lenz: la corriente inducida circula en el sentido que se OPONE al cambio que la produjo. No es un capricho, es conservación de la energía: si la corriente inducida reforzara el cambio, el sistema se aceleraría solo y produciría energía de la nada.

Qué cambia para que haya flujo variableEjemplo¿Hay f.e.m.?
Cambia B (el campo se hace más o menos intenso)Acercar o alejar un imán de una bobinaSí, mientras se mueve
Cambia A (el área encerrada por el circuito)Estirar o deformar una espira dentro del campoSí, mientras se deforma
Cambia θ (la orientación de la espira)Espira que gira: es el generadorSí, de forma alterna
Nada cambia (B, A y θ constantes)Espira quieta en un campo uniforme constanteNo: Φ constante ⇒ ε = 0

Ejemplo resuelto. Una bobina de 200 espiras con área de 5×10⁻³ m² está en un campo perpendicular que crece de 0.10 T a 0.50 T en 0.20 s. ¿Cuál es la f.e.m. media inducida?
1) Flujo inicial: Φ₁ = 0.10 × 5×10⁻³ = 5×10⁻⁴ Wb.
2) Flujo final: Φ₂ = 0.50 × 5×10⁻³ = 2.5×10⁻³ Wb.
3) Variación: ΔΦ = 2.5×10⁻³ − 5×10⁻⁴ = 2×10⁻³ Wb.
4) Faraday: ε = N·ΔΦ/Δt = 200 × (2×10⁻³ / 0.20) = 200 × 0.01 = 2 V.

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